Download Capítulo 3 La cuenca del océano Pacífico

Capítulo 3
3. La cuenca del océano Pacífico
José Frutos
Luis Lara
Servicio Nacional de Geología y Minería. Chile
INTRODUCCIÓN
La evolución del margen continental sudamericano y los
principales procesos verificados en su historia geológica están
íntimamente ligados a la evolución de la cuenca del océano
Pacífico. Globalmente, tanto la formación del relieve submarino
como de los terrenos emergidos, está gobernada por la tectónica
de placas y de este modo ambos dominios comparten un origen
común. Particularmente, la evolución de las cuencas oceánicas está
estrechamente ligada a los ciclos de formación y fragmentación de
los mega continentes en un proceso denominado
tradicionalmente Ciclo de Wilson. Así, por ejemplo, la formación de
la cuenca del Pacífico ha estado ligada al desmembramiento de una
enorme masa continental denominada Gondwana y la progresiva
apertura de los océanos Atlántico e Índico (Fig. 3.1). En efecto,
hacia fines del Triásico, alrededor de 200 millones de años (200 Ma),
el supercontinente de Pangea se había dividido en dos: Laurasia al
norte y Gondwana al sur. Más tarde, hacia el final del Jurásico
(alrededor de 145 Ma), los océanos Índico y Atlántico norte se
habían desarrollado notablemente. A finales del Cretácico
(alrededor de 65 Ma), la apertura del Atlántico sur se había
consolidado y en el Pacífico oriental se desarrollaban dorsales
oceánicas precursoras de las actuales. Por último, hacia fines del
Paleógeno (alrededor de 25 Ma), se había producido una
reorganización mayor en la cuenca del océano Pacífico,
estableciéndose el conjunto de placas tectónicas actuales. La dorsal
del Pacífico oriental (East Pacific Rise) habría alcanzado su
configuración actual alrededor de 10 Ma completando así la
presente organización de la cuenca.
200 Ma
L A U R A S I A
G
EL PACÍFICO SURORIENTAL
La actual subcuenca del Pacífico oriental corresponde al área
situada al este de la dorsal del Pacífico oriental donde el centro de
expansión crea progresivamente las placas de Cocos, Nazca y
Antártica, desplazándose éstas en dirección general al este. A su vez,
el límite oriental de la cuenca está definido por la presencia de la placa
Sudamericana, cuyo desplazamiento hacia el oeste está relacionado
con la expansión de la dorsal del Atlántico Central (Figs. 3.2 y 3.3).
Entre las placas oceánicas mencionadas, la placa de Nazca
es aquella más directamente involucrada en la evolución del
sistema Andino desde comienzos del Cenozoico (alrededor de 65
Ma) y, geográficamente, desde Colombia hasta la Patagonia en el
20
N
D
W
A
N
A
145 Ma
ASIA
EUROPA
NORTEAMÉRICA
SURAMÉRICA
ÁFRICA
AUSTRALIA
ANTÁRTICA
65 Ma
ESTRUCTURA DE LA CUENCA DEL PACÍFICO
Actualmente, la cuenca del océano Pacífico, que contiene la
mayor masa de agua del planeta, se desarrolla sobre un conjunto
de placas oceánicas (principalmente Pacífica, Nazca, Antártica) y el
borde oriental de las placas continentales Euroasiática e
Indoaustraliana y el borde occidental de las placas continentales,
Norteamericana y Sudamericana (Fig. 3.2). El límite entre ellas
configura el denominado Cinturón de Fuego del Pacífico, una
franja de intensa sismicidad y volcanismo donde las placas
oceánicas se introducen bajo las continentales. A su vez, las placas
oceánicas están limitadas por dorsales oceánicas que representan
centros de expansión donde el manto terrestre alcanza la superficie
y crea nueva corteza oceánica. El resultado es una extensa región
de relieve irregular formado por cordilleras axiales, cadenas
volcánicas, fosas y mesetas (p. ej., Smith & Sandwell, 1997). El
continente sudamericano se encuentra en el sector oriental de la
cuenca del Pacífico y la evolución del sistema andino está
estrechamente ligada a los elementos geológicos presentes en él
(p. ej., Tebbens & Cande, 1997).
O
EUROPA
NORTEAMÉRICA
ASIA
ÁFRICA
SUDAMÉRICA
AUSTRALIA
ANTÁRTICA
25 Ma
PLACA
NORTEAMERICANA
PLACA
EUROASIÁTICA
PLACA
AFRICANA
PLACA
DEL PACÍFICO
PLACA
SUDAMERICANA
PLACA
INDOAUSTRALIANA
PLACA
ANTÁRTICA
Fig. 3.1. Evolución paleogeográfica entre el período Triásico y la Tierra actual:
apertura de los océanos Atlántico e Índico.
60°S
50°
40°
30°
20°
10°
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°N
CLAVE
10E°
10E°
África
(AF)
PLACA:
20°
20°
40°
40°
CCB
Frontera
Convergente
Continental
Fronteras
de placas:
30°
30°
CTF
Falla
Transformante
Continental
50°
50°
CRB
Frontera
de Rift
Continental
60°
60°
OSR
Dorsal de
Expansión
Oceánica
70°
70°
80°
80°
OTF
Falla
Transformante
Oceánica
90°
90°
OCB
Frontera
Convergente
Oceánica
100°
100°
SUB
Zona de
Subducción
110°
110°
120°
120°
140°
140°
150°
150°
170°
170°
Alpes
ORÓGENO:
160°
160°
Volcán
subaéreo
reciente
180°
180°
170°
170°
160°
160°
150°
150°
130°
130°
140°
140°
Fig. 3.2. Mapa de tectónica de placas del mundo (Bird, 2003).
300 mm/a
Polo de rotación Velocidad
con
o polo de Euler:
respecto
CO-PA
a África
(x 10 Ma):
130°
130°
120°
120°
110°
110°
100°
100°
90°
90°
80°
80°
60°
60°
50°
50°
40°
40°
Elevación
-10000 -8000 -6000 -4000 -2000
0
70°
70°
20°
20°
10°W
10°W
2000 4000 6000
30°
30°
60°S
50°
40°
30°
20°
10°
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°N
21
Geología Marina de Chile • “La cuenca del océano Pacífico”
000
Capítulo 3
sur de Chile (Cahill & Isacks, 1992). Los límites de esta placa
corresponden a la dorsal de Galápagos por el norte y a la
dorsal de Chile por el sur, ambas corresponden a centros de
expansión menores, aunque con efectos relevantes sobre la
evolución del margen andino (Herron et al., 1981; Cande et
al., 1987). Mientras su límite occidental es la dorsal del
Pacífico oriental, su límite oriental es la denominada fosa
Perú-Chile.
En el presente, el margen Andino corresponde a una
zona de convergencia placa oceánica – placa continental,
con una zona de subducción inclinada hacia el este. Mientras
la placa Sudamericana se desplaza a velocidades absolutas,
relativamente homogéneas de alrededor de 3 cm/año hacia
el oeste, las placas oceánicas lo hacen a velocidades mayores
y más variables, entre 5 y 6,5 cm/año en dirección este a
noreste. A su vez, al sur de la dorsal de Chile, la placa Antártica
se desplaza hacia el sureste a una velocidad absoluta de
alrededor de 0,4 cm/año (DeMets et al., 1994). La suma del
desplazamiento absoluto en dirección opuesta de las placas
enfrentadas en una zona de subducción genera las
velocidades de convergencia a las que se atribuye efectos de
primer orden sobre la evolución geológica de un margen
continental.
Otro elemento importante en la configuración de la
subcuenca del Pacífico suroriental es la presencia de dorsales
asísmicas o cadenas volcánicas formadas por el
desplazamiento de la placa oceánica sobre un punto
caliente o “hot spot”. Las principales estructuras reconocidas
en esta región son la dorsal de Cocos, la dorsal de
Galápagos-Carnegie, la dorsal de Nazca, la dorsal de Salas y
Gómez, la dorsal de isla de Pascua, la dorsal de San Félix y
San Ambrosio y la dorsal de Juan Fernández. Aunque
muchas de estas cadenas han sido tradicionalmente
atribuidas a la presencia de plumas de manto terrestre bajo el
'hot spot', aparentemente no todas ellas cumplen esa
condición y otros mecanismos han sido propuestos para
explicar su origen (p. ej., Bonatti et al., 1977; Clark &
Dymond, 1977; Clouard & Bonneville, 2001).
A su vez, otro elemento sobresaliente del fondo
marino de la subcuenca del Pacífico suroriental es la
presencia de numerosas fracturas en la placa oceánica.
Estas fracturas corresponden a las denominadas fallas
transformantes generadas en las dorsales activas y que,
aun cuando no presentan desplazamiento actual, se
registra recurrentemente sobre ellas sismicidad de
magnitudes moderadas.
Finalmente, el límite oriental de la subcuenca está
definido por una estructura de primer orden denominada
fosa Perú-Chile. Este rasgo batimétrico-estructural se
reconoce a lo largo de la costa sudamericana desde la
dorsal de Galápagos-Carnegie (2º S) hacia el sur. Una
notable segmentación de ella deriva de la aproximación de
dorsales asísmicas como Nazca y Juan Fernández junto a la
activa dorsal de Chile. Así, en conjunto con factores
climáticos, la fosa Perú-Chile aparece entre Perú y el norte
de Chile como una depresión libre de sedimentos y con
profundidades que superan localmente los 6.500 m. A su
vez, desde la dorsal de Juan Fernández hacia el sur, la fosa
aparece parcialmente colmatada, especialmente en el área
de la península de Taitao en el punto conocido como Triple
Unión, lugar de encuentro de tres placas,mientras que, al
sur de la dorsal de Chile, ésta se muestra progresivamente
rellena de sedimentos terrígenos hasta la zona de
Magallanes, donde ya no se expresa como rasgo
batimétrico.
22
Terremoto superficial, profundidad < 70 km
Terremoto intermedio, 70 km < profundidad < 300 km
Terremoto profundo, 300 km < profundidad < 700 km
Sismicidad intraplaca
Posición de punto caliente
Volcanismo cuaternario
Volcanismo más joven que ~ 2 Ma
Volcanismo más joven que ~ 5 Ma
Mecanismo de terremoto CMT de Harvard
7000
6000
23
60°W
5000
4000
3000
2000
1000
Profundidad
0
1000
2000
Metros
3000
4000
5000
6000
7000
Altura
Fig. 3.3. Mapa sismotectónico del Pacífico suroriental (Sandwell et al. 2005)
REFERENCIAS
Bird, 2003. An updated digital model of plate
boundaries. Geochemistry, geophysics, geosystem,
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subducted Nazca plate. Journal of Geophysical
Research, 97 (B12): 17503-17529.
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Interaction between the Chile ridge and Chile
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DeMets, C.; Gordon, R.G.; Argus, D.F.; Stein, S.
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2191-2194.
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spreading center collides with a subduction zone: A
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Sandwell, David; Don L. Anderson and Paul Wessel
2005, Global Tectonic Maps. In Plates, Plums and
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America, Special paper 388, pp 1-10.
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Geología Marina de Chile • “La cuenca del océano Pacífico”